JP2014123659A - 電子機器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器の放熱効率向上、製造効率向上及び製造コスト削減を図る。
【解決手段】ヒートシンク２と、ヒートシンク２の配置面１１ａ上に配される基板３と、基板３を囲むように配置面１１ａ上に配される筒状の枠体４と、枠体４の内側に充填されて基板３を封止する封止樹脂５と、枠体４の軸方向の第一端部４Ａを配置面１１ａに向けて押し付けて固定する固定手段と、を備え、配置面１１ａと基板３及び前記枠体４の第一端部４Ａとの間に弾性変形可能な放熱シート８が介在している構成の電子機器１を提供する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子機器及びその製造方法に関する。

従来、電子機器において通電により発熱する電子部品やこれを搭載する基板の放熱を行う構造として、例えば特許文献１のように、基板をヒートシンクに固定したものがある。また、従来の電子機器には、例えば特許文献２のように、電子部品（パワー部品）が内部に配置された枠体（パワー用コネクタ一体ケース）を接着剤でヒートシンクに固定したものもある。
これらの構成では、電子部品や基板の熱をヒートシンクに逃がすことができる。

特開２００１−１７７０１７号公報 特開２００２−９３９５９号公報

しかしながら、上記従来の構成では、基板や電子部品の熱をヒートシンクに逃がすだけでは、基板の放熱が不十分となる虞がある。
また、この種の電子機器には、基板や電子部品の放熱効率向上だけではなく、製造効率の向上や製造コストの削減も求められている。

本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、放熱効率向上、製造効率向上及び製造コスト削減を図ることが可能な電子機器及びその製造方法を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の電子機器は、ヒートシンクと、該ヒートシンクの配置面上に配される基板と、基板を囲むように前記配置面上に配される筒状の枠体と、枠体の内側に充填されて前記基板を封止する封止樹脂と、前記枠体の軸方向の第一端部を前記配置面に向けて押し付けて固定する固定手段と、を備え、前記配置面と前記基板及び前記枠体の第一端部との間に弾性変形可能な放熱シートが介在していることを特徴とする。

上記電子機器によれば、寸法公差等によってヒートシンクの配置面と基板との間に隙間が生じても、この隙間を放熱シートによって埋めることができる。このため、基板やこれに搭載された電子部品が通電により発熱しても、この熱を効率よくヒートシンクに逃がすことができる。また、基板や電子部品の熱を封止樹脂側に拡散することもできる。したがって、基板や電子部品の放熱効率向上を図ることができる。
また、上記電子機器によれば、固定手段によって枠体をヒートシンクの配置面に向けて押さえつけることにより、枠体の軸方向の第一端部が放熱シートに食い込んで放熱シートが弾性的に圧縮されるため、ヒートシンクと枠体との隙間を確実に埋めることができる。すなわち、筒状に形成された枠体の一方の開口部をヒートシンクによって隙間なく閉塞することができる。したがって、枠体をヒートシンクに固定した後に枠体の他方の開口部から封止樹脂を流し込む際に、封止樹脂がヒートシンクの配置面と枠体との間から外部に漏れ出すことを防止できる。

以上のように、上記電子機器では、同一の放熱シートにより、基板や電子部品の熱を効率よくヒートシンクに逃がすことができると同時に、枠体の内側に流し込まれる封止樹脂が漏れることも防止できる。すなわち、放熱シートが上述した二つの役割を果たすため、電子機器の構成部品点数を減らして、製造効率向上及び製造コスト削減を図ることができる。

そして、前記電子機器においては、前記ヒートシンクの配置面に、前記枠体の第一端部に嵌め合わせる平面視環状の凹凸部が形成されているとよい。
上記電子機器では、ヒートシンクの凹凸部と枠体の第一端部とを嵌め合わせることで、ヒートシンクと枠体の第一端部との間に介在する放熱シートの周縁部分を凹凸部と枠体の第一端部との間に挟み込むことができる。したがって、枠体をヒートシンクに取り付けた後に封止樹脂を枠体の内側に流し込む際に、ヒートシンクと枠体との間から封止樹脂が漏れることをより確実に防ぐことができる。

また、前記電子機器は、前記基板を前記配置面に向けて押し付ける押付手段を備え、前記放熱シートには、その一部領域が前記配置面と前記基板あるいは前記枠体の第一端部との間に挟み込まれて押圧されることで、前記一部領域を囲む放熱シートの周囲領域に押し広げられて、前記周囲領域において前記放熱シートの厚さ方向に膨らんで前記基板あるいは前記第一端部を囲む膨出部が形成されるとよい。
上記電子機器では、基板及び枠体の第一端部を順番にヒートシンクの配置面に押し付けることで、ヒートシンクと枠体との間から樹脂が漏れることをより確実に防ぐことが可能である。

例えば、はじめに基板を押付手段によって配置面に向けて押し付けると、基板周囲に膨出部が形成される。その後、固定手段によって枠体をヒートシンクに取り付ける際には、枠体の第一端部が膨出部に押し付けられるため、枠体の第一端部を放熱シートに大きく食い込ませることができる。したがって、ヒートシンクと枠体との隙間をより確実に埋めることができ、その結果、枠体の内側に封止樹脂を流し込む際に、封止樹脂がヒートシンクの配置面と枠体との間から外部に漏れ出すことをより確実に防止できる。

また、例えば、はじめに固定手段によって枠体をヒートシンクに取り付けて枠体の第一端部を配置面に向けて押し付けると、枠体の第一端部の周囲に膨出部が形成される。その後、押付手段によって基板を配置面に向けて押し付けると、放熱シートの膨出部が放熱シートの厚さ方向に圧縮されて基板の周囲に押し広げられ、膨出部が枠体の第一端部の内周面に押し付けられる。すなわち、枠体の第一端部に対して放熱シートが密着する面積を拡大できる。これにより、ヒートシンクと枠体との隙間をより確実に埋めて、枠体の内側に封止樹脂を流し込む際に、封止樹脂がヒートシンクと枠体との間から外部に漏れ出すことをより確実に防止できる。

さらに、前記電子機器においては、前記押付手段が、前記枠体の内周面に一体に形成された押付部であると好ましい。
上記電子機器によれば、枠体をヒートシンクに取り付けるだけで、基板が押付部によってヒートシンクの配置面に押し付けられて、基板をヒートシンクに取り付けることが可能となる。したがって、電子機器の製造効率向上をさらに図ることができる。また、従来のように基板をヒートシンクに取り付ける別個の部材（例えばネジ等）が不要となるため、電子機器の構成部品点数を減らして、製造コスト削減をさらに図ることもできる。

また、前記電子機器においては、前記固定手段が、前記ヒートシンク及び前記枠体の一方に形成される係合部と、前記ヒートシンク及び前記枠体の他方に形成されて前記係合部に係合する被係合部とを備え、前記係合部と前記被係合部とが係合した状態において、前記枠体の軸方向の第一端部が前記配置面に向けて押し付けられるとよい。
上記電子機器によれば、係合部を被係合部に係合させる操作だけで、枠体をヒートシンクに取り付けることができるため、電子機器の製造効率向上をさらに図ることができる。また、係合部や被係合部がヒートシンクや枠体に形成されているため、電子機器の構成部品点数を減らして、製造コスト削減をさらに図ることができる。

そして、本発明の電子機器の製造方法は、前記電子機器を製造する方法であって、前記ヒートシンクの配置面に前記放熱シートを配置する第一工程と、前記基板及び前記枠体の第一端部を前記放熱シートに押し付け、前記枠体の一方の開口部を前記ヒートシンクによって閉塞する第二工程と、前記枠体の他方の開口部から前記枠体内に溶融した前記封止樹脂を流し込む第三工程とを順番に実施することを特徴とする。

また、前記製造方法では、前記第二工程において、前記基板及び前記枠体の第一端部の一方を前記放熱シートの一部領域に押し付けることで、前記一部領域の部分が前記一部領域を囲む放熱シートの周囲領域に押し広げられて、前記周囲領域において前記放熱シートの厚さ方向に膨らんで前記基板あるいは前記第一端部の一方を囲む膨出部が形成され、
前記基板及び前記枠体の第一端部の他方を前記膨出部に押し付けるとよい。

さらに、前記製造方法では、前記第二工程において、前記基板を前記放熱シートに押し付けた後に、前記枠体の第一端部を前記膨出部に押し付けてもよい。

また、前記製造方法では、前記第二工程において、前記枠体の第一端部を前記放熱シートに押し付けた後に、前記基板を前記膨出部に押し付けることで、前記膨出部が前記基板の周囲に押し広げられて前記枠体の内周面に押し付けられてもよい。

本発明によれば、電子機器の放熱効率向上を図ることができると共に、電子機器の構成部品点数を減らして、製造効率向上及び製造コスト削減を図ることができる。

本発明の第一実施形態に係る電子機器を示す側断面図である。 図１の電子機器の分解斜視図である。 図１，２に示す電子機器において、ヒートシンクの凹所及び枠体の爪部を示す拡大断面図である。 図１，２の電子機器において、枠体の押付部を示す拡大断面図である。 図１，２の電子機器において、ヒートシンクの挿入穴及び枠体の突起を示す拡大断面図である。 図１，２に示す電子機器の製造方法において、第二工程における一部手順を示す拡大断面図である。 図１の電子機器を実装基板に実装した状態を示す側断面図である。 本発明の第二実施形態に係る電子機器の要部を示す拡大断面図である。 図８に示す電子機器の製造方法において、第二工程における一部手順を示す拡大断面図である。 本発明の第三実施形態に係る電子機器において、第一例の凹凸部を示す要部拡大断面図である。 本発明の第三実施形態に係る電子機器において、第二例の凹凸部を示す要部拡大断面図である。

〔第一実施形態〕
以下、図１〜６を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１に示すように、この実施形態に係る電子機器１は、ヒートシンク２と、放熱シート８と、基板３と、枠体４と、封止樹脂５とを備えている。
ヒートシンク２は、例えばアルミニウム等のように熱伝導率の高い材料からなり、図１，２に示すように、板状に形成された本体部１１と、本体部１１から突出する複数のフィン１２とを備えている。本体部１１の上面は、後述する基板３や枠体４を配置する平坦な配置面１１ａとなっている。

本体部１１には、その配置面１１ａに隣り合って本体部１１の厚さ方向に延在する側面１１ｃ，１１ｄから窪む凹所１３が形成されている。凹所１３は、配置面１１ａに沿う方向から挟み込むような位置に形成されている。また、配置面１１ａの周縁領域には、配置面１１ａから窪む挿入穴１４が複数形成されている。各フィン１２は、本体部１１の下面から本体部１１の厚さ方向に突出して形成されている。

本実施形態のヒートシンク２では、本体部１１の配置面１１ａが平面視矩形状に形成されている。そして、凹所１３は、本体部１１のうち配置面１１ａの各長辺に隣り合う二つの側面１１ｃ（第一側面１１ｃ）、及び、配置面１１ａの各短辺に隣り合う二つの側面１１ｄ（第二側面１１ｄ）に形成されている。第一側面１１ｃに形成される凹所１３（第一凹所１３Ａ）は、配置面１１ａの長辺に沿って延びており、各第一凹所１３の長手方向の両端は二つの第二側面１１ｄに開口している。

一方、第二側面１１ｄに形成される凹所１３（第二凹所１３Ｂ）は、本体部１１の下面及び複数のフィン１２によって画成されている。詳細に説明すれば、本実施形態のヒートシンク２では、本体部１１の下面から突出する各フィン１２が板状に形成され、配置面１１ａの長辺に沿う方向に延在している。また、配置面１１ａの長辺に沿う各フィン１２の長手方向の両端は、本体部１１の第二側面１１ｄと共に同一平面をなしている。そして、複数のフィン１２は、配置面１１ａの短辺に沿う方向に互いに間隔をあけて平行して配列されている。これにより、第二側面１１ｄに開口する第二凹所１３Ｂは、本体部１１の下面と配置面１１ａの短辺方向に隣り合う二つのフィン１２とによって画成され、配置面１１ａの短辺に沿う方向に複数配列されている。
また、本実施形態のヒートシンク２における挿入穴１４は、配置面１１ａの周縁領域のうち互いに向かい合う二つの角部に一つずつ形成されている。

放熱シート８は、高い熱伝導率を有し弾性変形可能な材料からなり、ヒートシンク２の配置面１１ａと後述する基板３及び枠体４との間に介在するように、配置面１１ａに重ねて配されている。放熱シート８には、その厚さ方向に貫通してヒートシンク２に形成された複数の挿入穴１４に個別に連通する複数の連通孔１６が形成されている。
本実施形態の放熱シート８は、配置面１１ａの形状に倣って平面視矩形状に形成されている。また、連通孔１６は、ヒートシンク２の挿入穴１４と同様に、放熱シート８のうち互いに向かい合う二つの角部に一つずつ形成されている。なお、図示例では、放熱シート８が配置面１１ａ全体を覆っているが、これに限ることはない。

また、本実施形態の放熱シート８は、ヒートシンク２の配置面１１ａ上に配された状態で放熱シート８の一部領域が押圧された際に、一部領域からこれを囲む放熱シート８の周囲領域に押し広げられ、この周囲領域において放熱シート８がその厚さ方向に膨らむ、という性質を有する。すなわち、本実施形態の放熱シート８では、その一部領域が押圧された状態で周囲領域における厚みが一部領域における厚みよりも厚くなる。

基板３の一方の主面３ａ（第一主面３ａ）には、複数の電子部品６及び端子ピン７が設けられている。電子部品６及び端子ピン７は、基板３に形成された配線パターン（不図示）に適宜電気接続され、電子機器１の回路を構成している。そして、複数の端子ピン７は、電子機器１の回路を外部に電気接続する役割を果たす。各端子ピン７は棒状に形成され、その長手方向の基端部がはんだ付けによって基板３の第一主面３ａに接合されている。これにより、各端子ピン７は、基板３の第一主面３ａ上に立設されている。
この基板３は、その他方の主面３ｂ（第二主面３ｂ）がヒートシンク２の配置面１１ａに配された放熱シート８上に重ねて配されている。

本実施形態では、基板３がヒートシンク２の配置面１１ａ及び放熱シート８よりも一回り小さい平面視矩形状に形成されている。これにより、基板３を放熱シート８上に配した状態では、配置面１１ａの周縁領域に配された放熱シート８の周縁部分が基板３に覆われずに露出する。

枠体４は、例えば樹脂を筒状に成形したものであり、基板３を囲むようにヒートシンク２の放熱シート８の周縁部分に重ねて配されている。本実施形態の枠体４は、ヒートシンク２の配置面１１ａ及び放熱シート８の形状に倣って平面視矩形のリング状に形成されている。また、本実施形態の枠体４は、基板３との間に間隔をあけて配されている。

枠体４の外周面４ｃには、図１〜３に示すように、複数の爪部２１が一体に形成されている。各爪部２１は、枠体４の軸方向に延びて弾性的に撓み変形可能な延出部２２と、延出部２２の先端に形成された鉤部２３とを備えている。
延出部２２は、ヒートシンク２の配置面１１ａに対向する枠体４の軸方向の第一端部４Ａから枠体４の軸方向に突出しており、ヒートシンク２の側面１１ｃ，１１ｄに配されている。
鉤部２３は、延出部２２に対して枠体４の外周面４ｃ側から内周面４ｄ側に向かう方向（枠体４の径方向内側）に突出している。この鉤部２３は、枠体４の軸方向に直交して延出部２２の延出方向と逆に向く係合平坦面２３ａと、係合平坦面２３ａと延出部２２との間に形成される係合傾斜面２３ｂとを有している。係合傾斜面２３ｂは、係合平坦面２３ａ及び延在部の延在方向の両方に対して傾斜している。

以上のように各々構成される複数の爪部２１は、ヒートシンク２を側部から挟み込むように、枠体４の周方向に互いに間隔をあけて配列されている。本実施形態では、枠体４の周方向に隣り合う二つの爪部２１で一組の爪部ユニット２０が構成されている。各爪部ユニット２０では、二つの爪部２１の延出部２２の延出方向基端部が一体に形成されている。さらに、本実施形態では、爪部ユニット２０が、平面視矩形環状に形成された枠体４の長辺部分に二つずつ、枠体４の短辺部分に一つずつ配されている。また、一対の爪部ユニット２０が相互に対向するように配されている。

以上のように配列された複数の爪部２１は、枠体４をヒートシンク２の配置面１１ａ上に配した状態で、各鉤部２３が前述したヒートシンク２の各凹所１３に適宜挿入されて係合している。本実施形態では、枠体４の二つの長辺部分に配された爪部２１（第一爪部２１Ａ）が、ヒートシンク２を配置面１１ａの短辺方向から挟み込み、ヒートシンク２の第一凹所１３Ａに係合する。また、枠体４の二つの短辺部分に配された爪部２１（第二爪部２１Ｂ）が、ヒートシンク２を配置面１１ａの長辺方向から挟み込み、ヒートシンク２の第二凹所１３Ｂに係合する。

以上のように爪部２１と凹所１３とが係合した状態では、枠体４の第一端部４Ａがヒートシンク２の配置面１１ａに押し付けられている。本実施形態では、爪部２１が凹所１３に係合している状態で、延出部２２の弾性力によって鉤部２３が凹所１３に入り込む方向に付勢されている。そして、鉤部２３の係合傾斜面２３ｂが、凹所１３の開口部に位置する角部１５に当接するため、枠体４の第一端部４Ａをヒートシンク２の配置面１１ａに向けて押し付ける力が生じる。また、この押し付け力によって、枠体４の第一端部４Ａが放熱シート８に食い込んで放熱シート８が弾性的に圧縮される。なお、上記のように爪部２１が凹所１３に係合した状態では、凹所１３の内側面と爪部２１の係合平坦面２３ａとの間に隙間が生じることがある。
以上のように、本実施形態では、枠体４に形成された複数の爪部２１が係合部となっており、ヒートシンク２に形成された凹所１３が、係合部に係合する被係合部となっている。また、これら係合部及び被係合部によって、枠体の第一端部をヒートシンクの配置面に押し付けて固定する固定手段が構成されている。

また、枠体４の内周面４ｄには、図１，２，４に示すように、基板３及び枠体４を放熱シート８上に配した状態で基板３をヒートシンク２の配置面１１ａに向けて押し付ける押付部（押付手段）３１が一体に形成されている。
本実施形態の押付部３１は、枠体４の内周面４ｄから内側に突出するベース部３２と、ベース部３２の突出方向先端部から枠体４の軸方向に沿って第一端部４Ａ側に延在する弾性変形部３３と、を備えている。なお、図示例では、ベース部３２が枠体４の第二端部４Ｂ近傍に配されているが、これに限ることはなく、少なくとも枠体４の軸方向に沿って弾性変形部３３の延在方向先端部よりも枠体４の第二端部４Ｂ側に配されていればよい。

本実施形態の弾性変形部３３は、屈曲して形成され、これによって弾性変形可能となっている。具体的に説明すれば、弾性変形部３３は、ベース部３２側から第一棒状部３４及び第二棒状部３５を順番に配列して構成されている。第一棒状部３４は、ベース部３２に対して屈曲され、枠体４の軸方向に沿って第一端部４Ａ側に向かうにしたがって枠体４の内側に延びるように傾斜している。第二棒状部３５は、第一棒状部３４に対して屈曲され、枠体４の軸方向に沿って第一端部４Ａ側に向かうにしたがって枠体４の外側（内周面４ｄに近づく方向）に延びるように傾斜している。

この構成では、第二棒状部３５の延出方向先端に枠体４の第一端部４Ａ側から第二端部４Ｂ側に向かう力（図４において矢印Ｙで示す方向の力）が作用した際、ベース部３２と第一棒状部３４との屈曲角度が大きくなるように、かつ、第一棒状部３４と第二棒状部３５との屈曲角度が小さくなるように、弾性変形部３３が弾性変形する。また、第二棒状部３５の延出方向先端に枠体４の内周面４ｄ側に向かう力（図４において矢印Ｘで示す方向の力）が作用した際には、ベース部３２と第一棒状部３４との屈曲角度、及び、第一棒状部３４と第二棒状部３５との屈曲角度が小さくなるように、弾性変形部３３が弾性変形する。
このように押付部３１が構成されるため、枠体４を放熱シート８上に配した状態では、弾性変形部３３の延在方向先端部が基板３の第一主面３ａに押し付けられて、弾性変形部３３が弾性変形する。そして、弾性変形部３３に生じる弾性力によって基板３がヒートシンク２の配置面１１ａに向けて押し付けられる。また、この押し付けにより、基板３が放熱シート８に食い込んで放熱シート８が弾性的に圧縮される。

そして、弾性変形部３３の延在方向先端部をなす第二棒状部３５の先端部には、基板３の第一主面３ａに面接触する押付面３５ａが形成されている。さらに、押付面３５ａのうち枠体４の内周面４ｄ側に位置する端部領域には、基板３の側面３ｃに対向配置される位置調整突起３６が突出して形成されている。位置調整突起３６のうち基板３の側面３ｃに対向する面（位置調整傾斜面３６ａ）は、位置調整突起３６の突出方向の先端に向かうにしたがって枠体４の内周面４ｄに近づくように傾斜している。

以上のように構成される押付部３１は、基板３をヒートシンク２の配置面１１ａに沿う方向から挟み込むように、枠体４の周方向に互いに間隔をあけて複数配列されている。本実施形態では、押付部３１が、枠体４の二つの長辺部分にそれぞれ同じ数（図示例では三つ）だけ配されている。また、一対の押付部３１が相互に対向するように配されている。なお、図示例では、押付部３１が枠体４の二つの短辺部分に形成されていないが、例えば形成されてもよい。

さらに、図２，５に示すように、ヒートシンク２の配置面１１ａの周縁領域に対向する枠体４の第一端部４Ａには、ヒートシンク２の配置面１１ａに向けて突出する複数の突起４１が形成されている。複数の突起４１は、枠体４を配置面１１ａ上に配した状態でヒートシンク２の複数の挿入穴１４に個別に挿入されるものである。本実施形態の突起４１は、挿入穴１４の形成位置に対応するように、平面視矩形環状に形成された枠体４のうち互いに向かい合う二つの角部に一つずつ形成されている。また、本実施形態の突起４１は、放熱シート８の連通孔１６に挿通された上で挿入穴１４に挿入されている。

以上のように構成される枠体４、及び、前述した基板３をヒートシンク２に配置面１１ａ上に配置した状態では、図１に示すように、端子ピン７の先端部が枠体４の第二端部４Ｂよりも上方に突出している。
封止樹脂５は、枠体４の内側に充填され、基板３を封止している。本実施形態では、基板３、電子部品６及び枠体４の押付部３１が封止樹脂５によって埋設されている。また、端子ピン７のうち枠体４の内側に位置する端子ピン７の基端部が封止樹脂５によって埋設され、端子ピン７の先端部が封止樹脂５の外部に突出している。

次に、上記構成の電子機器１を製造する方法について説明する。
本実施形態の電子機器１を製造する際には、はじめに、放熱シート８をヒートシンク２の配置面１１ａに配置する第一工程を実施し、次いで、基板３及び枠体４の第一端部４Ａを放熱シート８に押し付ける第二工程を実施すればよい。
本実施形態の第二工程では、はじめに、基板３をヒートシンク２の配置面１１ａに配置し、次いで、枠体４をヒートシンク２に取り付ければよい。枠体４を取り付ける際には、枠体４の複数の爪部２１をヒートシンク２の凹所１３に係合させればよい。この係合の際には、爪部２１の延出部２２が弾性的に撓むことで、ヒートシンク２が複数の爪部２１の間に挟み込まれ、各爪部２１の鉤部２３が凹所１３に入り込むことで爪部２１を凹所１３に係合させることができる。これにより、枠体４の第一端部４Ａがヒートシンク２の配置面１１ａに押し付けられ、枠体４がヒートシンク２に固定される。言い換えれば、枠体４の第一端部４Ａ側の開口部（一方の開口部）がヒートシンク２によって閉塞される。

さらに、枠体４の取付の際には、枠体４の爪部２１が凹所１３に係合する前に、基板３が枠体４の押付部３１によって配置面１１ａに向けて押し付けられる。すなわち、本実施形態では、図６に示すように、基板３が配置面１１ａに向けて押し付けられた後に、枠体４の第一端部４Ａが配置面１１ａに向けて押し付けられる。
このように基板３が枠体４よりも先に配置面１１ａに向けて押し付けられる場合には、図６（ａ）に示すように、放熱シート８のうち基板３を配する領域（一部領域）の部分が、配置面１１ａと基板３との間に挟み込まれて押圧されることで、一部領域を囲む放熱シート８の周囲領域に押し広げられる。これにより、放熱シート８の周囲領域には、放熱シート８の厚さ方向に膨らんで基板３を囲む膨出部８Ａが形成される。なお、図６（ａ）における二点鎖線は、基板３を放熱シート８に押し付ける前の状態における放熱シート８の上面の位置を示している。

その後、図６（ｂ）に示すように、枠体４の第一端部４Ａが配置面１１ａに向けて押し付けられると、枠体４の第一端部４Ａが放熱シート８の膨出部８Ａに押し付けられる。このため、膨出部８Ａが形成されない場合と比較して、枠体４の第一端部４Ａを放熱シート８に大きく食い込ませることができる。なお、図６（ｂ）における二点鎖線は、図６（ａ）における膨出部８Ａの高さ位置を示している。

また、枠体４の取付前の状態において配置面１１ａ上における基板３の位置がずれている場合には、基板３が押付部３１によって押し付けられる際に、基板３の側部が押付部３１の位置調整突起３６（特に位置調整傾斜面３６ａ）によって配置面１１ａに沿う方向に押されて、基板３の位置調整がなされる。すなわち、配置面１１ａ上における基板３の位置ずれを防ぐことができる。

また、枠体４の取付の際には、枠体４の爪部２１が凹所１３に係合する前に、枠体４の複数の突起４１がヒートシンク２の複数の挿入穴１４に個別に挿入される。すなわち、突起４１の長さは、上記のタイミングで挿入穴１４に挿入されるように設定されている。このように複数の突起４１が挿入穴１４に挿入されることで、枠体４がヒートシンク２に対してその配置面１１ａに沿う方向にずれることを容易かつ確実に防止できる。すなわち、配置面１１ａ上における枠体４の位置ずれを防止できる。

以上のようにして第二工程を実施した後には、枠体４の第二端部４Ｂ側の開口部（他方の開口部）から枠体４内に溶融した封止樹脂５を流し込む第三工程を実施し、封止樹脂５を硬化させることで電子機器１の製造が完了する。なお、枠体４の第一端部４Ａ側の開口部はヒートシンク２及び放熱シート８によって隙間なく閉塞されているため、封止樹脂５を流し込む際に封止樹脂５がヒートシンク２の配置面１１ａと枠体４との間から外部に漏れることはない。

以上説明したように、本実施形態の電子機器１及びその製造方法によれば、寸法公差等によってヒートシンク２の配置面１１ａと基板３との間に隙間が生じても、この隙間を放熱シート８によって埋めることができる。このため、基板３やこれに搭載される電子部品６が通電により発熱しても、この熱を効率よくヒートシンク２に逃がすことができる。また、基板３や電子部品６の熱を封止樹脂５側に拡散することもできる。したがって、基板３や電子部品６の放熱効率向上を図ることが可能となる。

また、本実施形態の電子機器１及びその製造方法によれば、枠体４の第一端部４Ａをヒートシンク２の配置面１１ａに向けて押さえつけることにより、枠体４の第一端部４Ａが放熱シート８に食い込んで放熱シート８が弾性的に圧縮されるため、ヒートシンク２と枠体４との隙間を確実に埋めることができる。すなわち、枠体４の第一端部４Ａ側の開口部をヒートシンク２によって隙間なく閉塞することができる。したがって、枠体４をヒートシンク２に固定した後に枠体４内に封止樹脂５を流し込む際に、封止樹脂５がヒートシンク２の配置面１１ａと枠体４との間から漏れ出すことを防止できる。

以上のように、本実施形態の電子機器１及びその製造方法では、同一の放熱シート８により、基板３や電子部品６の熱を効率よくヒートシンク２に逃がすことができると同時に、枠体４の内側に流し込まれる封止樹脂５が漏れることも防止できる。すなわち、放熱シート８が上述した二つの役割を果たすため、電子機器１の構成部品点数を減らして、製造効率向上及び製造コスト削減を図ることができる。

さらに、本実施形態では、図６に示すように、基板３を放熱シート８に押し付けて放熱シート８のうち基板３周囲に膨出部８Ａを形成した後に、枠体４の第一端部４Ａを膨出部８Ａに押し付けるため、枠体４の第一端部４Ａを放熱シート８に大きく食い込ませて、ヒートシンク２と枠体４との隙間をより確実に埋めることができる。その結果、第三工程において溶融した封止樹脂５がヒートシンク２の配置面１１ａと枠体４との間から外部に漏れ出すことをより確実に防止できる。

また、本実施形態の電子機器１では、枠体４に押付部３１が形成されているため、枠体４をヒートシンク２に取り付ける操作だけで、基板３を配置面１１ａに押し付けてヒートシンク２に取り付けることができる。したがって、電子機器１の製造効率向上をさらに図ることができる。また、枠体４に押付部３１が形成されていることで、従来のように基板３をヒートシンク２に取り付ける別個の部材（例えばネジ）が不要となるため、電子機器１の構成部品点数を減らして、製造コスト削減をさらに図ることもできる。

さらに、本実施形態の電子機器１及びその製造方法によれば、複数の爪部２１を凹所１３に係合させる操作だけで、枠体４をヒートシンク２に取り付けることができるため、電子機器１の製造効率向上をさらに図ることができる。また、複数の爪部２１や凹所１３は枠体４やヒートシンク２に一体に形成されているため、電子機器１の構成部品点数を減らして、製造コスト削減をさらに図ることもできる。

さらに、本実施形態の電子機器１では、凹所１３に挿入される爪部２１の鉤部２３に係合傾斜面２３ｂが形成され、係合傾斜面２３ｂを凹所１３の角部１５に当接させることで爪部２１を凹所１３に係合させるため、枠体４（第一端部４Ａ）から鉤部２３までの距離が高精度に設定されなくても、確実に爪部２１を凹所１３に係合させて、枠体４の第一端部４Ａを確実に配置面１１ａに向けて押し付けることができる。

そして、本実施形態の電子機器１は、例えば図７に示すように、枠体４の第二端部４Ｂを実装基板９の実装面９ａに当接させると共に、端子ピン７の先端部を実装基板９のスルーホール９ｂに挿通させた上で、実装基板９にはんだ付けすることで、実装基板９に実装することが可能である。このように電子機器１を実装基板９に実装することで、基板３やヒートシンク２の重量が枠体４によって支持されるため、基板３やヒートシンク２の重量によって端子ピン７にかかる負荷を軽減することが可能である。
なお、この効果は、基板３がアルミ基板である場合に特に有効である。すなわち、基板３がアルミ基板である場合、端子ピン７は基板３の第一主面３ａに対してはんだ付けだけで接合されるため、基板３と端子ピン７との接合が弱く、基板３と端子ピン７との接合部分に応力が集中しやすい。そこで、前述のように電子機器１が実装されれば、基板３やヒートシンク２の重量によって上記接合部分にかかる応力を効果的に低減できる。

また、前述のように電子機器１が実装されれば、基板３に搭載された電子部品６を実装面９ａから浮かす構造（スタンドオフ）が必要とされる場合、このスタンドオフを枠体４により構成することも可能である。
以上のことから、本実施形態の電子機器１によれば、その実装に際して基板３やヒートシンク２の重量を支持したり、スタンドオフを作り出したりするための別個の部材（例えば基板３から実装基板９に向けて延びる支柱）が不要となるため、効率よく電子機器１を実装基板９に搭載することが可能となる。

さらに、本実施形態の電子機器１では、枠体４をヒートシンク２に取り付ける際に、複数の突起が複数の挿入穴１４に対して個別に挿入されるため、枠体４をヒートシンク２に取り付けた状態で、枠体４がヒートシンク２に対してその配置面１１ａに沿う方向にずれることを防止できる。
また、本実施形態の電子機器１では、押付部３１が基板３を配置面１１ａに沿う方向から挟み込むように枠体４の内周面４ｄの周方向に複数配列されているため、枠体４をヒートシンク２に取り付けるだけで、配置面１１ａ上における基板３の位置決めを容易に行うことができる。

そして、上記のように基板３及び枠体４がヒートシンク２に対して位置決めされることで、基板３に設けられた端子ピン７と枠体４との相対的な位置ずれも防ぐことができる。言い換えれば、枠体４と端子ピン７との相対位置を高精度に設定できる。
この場合、実装基板９における電子機器１の実装領域を最低限に抑えて、実装基板９に対して電子機器１を含む多数の実装部品を高密度に実装することが可能となる。すなわち、枠体４と端子ピン７との相対位置の誤差が大きい場合には、実装基板９における電子機器１の実装領域を枠体４の大きさよりも大きく設定する必要があるが、枠体４と端子ピン７との相対位置の誤差を小さく設定でできることで、電子機器１の実装領域を小さく設定することが可能となる。これにより、実装基板９上において電子機器１とこれに隣り合う他の実装部品との間隔を狭く設定することができる。

〔第二実施形態〕
次に、図８〜９を参照して本発明の第二実施形態について説明する。
この実施形態では、第一実施形態の電子機器１と比較して、枠体４に形成される押付部の構成のみが異なっており、その他の構成については第一実施形態と同様である。本実施形態では、第一実施形態と同一の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
図８に示すように、本実施形態の枠体４の内周面４ｄには、第一実施形態の場合と同様に、枠体４を放熱シート８上に配した状態で基板３をヒートシンク２の配置面１１ａに向けて押し付ける押付部（押付手段）５１が一体に形成されている。また、押付部５１は、第一実施形態の押付部３１と同様に、基板３をヒートシンク２の配置面１１ａに沿う方向から挟み込むように、枠体４の周方向に互いに間隔をあけて複数配列されている。

そして、本実施形態の各押付部５１は、枠体４の内周面４ｄから突出するベース部５２と、ベース部５２の突出方向先端部から枠体４の軸方向に延在する棒状部５３と、を備えている。なお、図示例では、ベース部５２が放熱シート８上に配された基板３の側面３ｃに対向するように位置し、棒状部５３がベース部５２に対して枠体４の第二端部４Ｂ側に延在しているが、例えばベース部５２が基板３よりも上方に位置し、棒状部５３が枠体４の第一端部４Ａ側に延在していてもよい。

棒状部５３の延出方向先端部には、位置調整傾斜面５３ａと案内傾斜面５３ｂとが形成されている。位置調整傾斜面５３ａは、ヒートシンク２の配置面１１ａ側に向く面であり、枠体４の内側に向かうにしたがって配置面１１ａから離れるように傾斜している。案内傾斜面５３ｂは、位置調整傾斜面５３ａと反対側に向く面であり、枠体４の内側に向かうにしたがって配置面１１ａに近づくように傾斜している。

そして、相対する一対の棒状部５３の間隔は、一対の棒状部５３の配列方向（図７において左右方向）に沿う基板３の長さよりも短く設定されている。ただし、棒状部５３の先端部に枠体４の内側から外側に向かう力が作用した際には、棒状部５３がベース部５２に対して弾性的に撓んだり、枠体４が外側に膨らむように弾性的に撓んだりすることで、一対の棒状部５３の間隔を基板３の長さ以上とすることが可能である。
以上のように構成される複数の押付部５１は、位置調整傾斜面５３ａが放熱シート８上に配された基板３の第一主面３ａと側面３ｃとの角部に当接し、前述したように棒状部５３や枠体４が弾性的に撓むことで、基板３を配置面１１ａに押し付け、さらに、基板３を枠体４の内側に付勢する。

以上のように構成される本実施形態の電子機器は、第一実施形態の場合と同様に、第一工程、第二工程及び第三工程を順番に実施することで製造できる。
そして、本実施形態の電子機器は、第二工程を第一実施形態と同様に実施することで製造することが可能である。すなわち、基板３をヒートシンク２の配置面１１ａに配置した後に、枠体４をヒートシンク２に取り付けることができる。また、図６に示したように、基板３を配置面１１ａに向けて押し付けた後に、枠体４の第一端部４Ａを配置面１１ａに向けて押し付けることができる。なお、枠体４をヒートシンク２に取り付ける際には、複数の押付部５１の位置調整傾斜面５３ａが基板３の第一主面３ａと側面３ｃとの角部に当接することで、基板３が配置面１１ａに向けて押し付けられる。
また、配置面１１ａ上における基板３の位置がずれている場合には、基板３の角部が位置調整傾斜面５３ａによって配置面１１ａに沿う方向に押されて、基板３の位置調整がなされる。これによって、配置面１１ａ上における基板３の位置ずれを防ぐことができる。

さらに、本実施形態の電子機器は、第二工程において枠体４をヒートシンク２に取り付けた後に基板３をヒートシンク２の配置面１１ａに配することで、製造することも可能である。すなわち、枠体４の後に基板３をヒートシンク２に取り付ける場合には、基板３の第二主面３ｂと側面３ｃとの角部を各押付部５１の案内傾斜面５３ｂに押し付けることで、前述したように棒状部５３や枠体４が弾性的に撓んで一対の棒状部５３の間隔が広がる。これにより、基板３をヒートシンク２の配置面１１ａに配することができる。

このように枠体４の第一端部４Ａが基板３よりも先に配置面１１ａに向けて押し付けられる場合には、図９（ａ）に示すように、放熱シート８のうち枠体４を配する領域（一部領域）の部分が、配置面１１ａと枠体４の第一端部４Ａとの間に挟み込まれて押圧されることで、一部領域を囲む放熱シート８の周囲領域に押し広げられる。これにより、放熱シート８の周囲領域には、放熱シート８の厚さ方向に膨らんで枠体４の第一端部４Ａを囲む膨出部８Ｂが形成される。
その後、図９（ｂ）に示すように、基板３が配置面１１ａに向けて押し付けられると、膨出部８Ｂが放熱シート８の厚さ方向に圧縮されて基板３の周囲に押し広げられ、膨出部８Ｂが枠体４の第一端部４Ａの内周面４ｄに押し付けられる。すなわち、枠体４の第一端部４Ａに対して放熱シート８が密着する面積を拡大できる。

第二実施形態の電子機器及びその製造方法によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。また、ヒートシンク２に対する基板３及び枠体４の取付順を適宜入れ替えることができるため、電子機器をさらに容易に製造することが可能となる。

さらに、第二実施形態の電子機器及びその製造方法によれば、第二工程において基板３及び枠体４の第一端部４Ａを順番にヒートシンク２の配置面１１ａに押し付けることで、第三工程において枠体４の内側に封止樹脂５を流し込む際に、封止樹脂５がヒートシンク２の配置面１１ａと枠体４との間から漏れ出すことをより確実に防ぐことが可能となる。
すなわち、図６に示すように、基板３を放熱シート８に押し付けた後に枠体４の第一端部４Ａを膨出部８Ａに押し付けることで、枠体４の第一端部４Ａを放熱シート８に大きく食い込ませることができるため、ヒートシンク２と枠体４との隙間をより確実に埋めて、封止樹脂５の漏れをより確実に防止できる。
また、図９に示すように、枠体４の第一端部４Ａを放熱シート８に押し付けた後に、基板３を膨出部８Ｂに押し付けることで、枠体４の第一端部４Ａに対して放熱シート８が密着する面積を拡大できるため、ヒートシンク２と枠体４との隙間をより確実に埋めて、封止樹脂５の漏れをより確実に防止できる。

〔第三実施形態〕
次に、図１０，１１を参照して本発明の第三実施形態について説明する。
この実施形態では、第一実施形態の電子機器１と比較して、ヒートシンク２と枠体４の第一端部４Ａとの接続構造のみが異なっており、その他の構成については第一実施形態と同様である。本実施形態では、第一実施形態と同一の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
図１０，１１に示すように、本実施形態のヒートシンク２の配置面１１ａには、枠体４の第一端部４Ａに嵌め合せる凹凸部６１が形成されている。凹凸部６１は、筒状に形成された枠体４の平面視形状に対応する平面視環形状に形成されている。本実施形態の凹凸部６１は、図２に示す枠体４の形状に対応するように、平面視矩形のリング状に形成されている。

そして、図１０に示す第一例の凹凸部６１は、ヒートシンク２の配置面１１ａから窪んで枠体４の第一端部４Ａを挿入させる挿入溝６１Ａである。この構成では、放熱シート８がヒートシンク２の挿入溝６１Ａの内面と、この挿入溝６１Ａに嵌め込まれた枠体４の第一端部４Ａとの間に挟み込まれている。
一方、図１１に示す第二例の凹凸部６１は、ヒートシンク２の配置面１１ａから突出する凸状部６１Ｂである。この場合には、第一端部４Ａに凸状部６１Ｂを挿入するための平面視環状の挿入溝６２が形成される。そして、放熱シート８が枠体４の挿入溝６２の内面とこの挿入溝６２に嵌め込まれたヒートシンク２の凸状部６１Ｂとの間に挟み込まれている。

本実施形態の電子機器は、第一実施形態や第二実施形態の場合と同様に、第一工程、第二工程及び第三工程を順番に実施することで製造できる。
また、本実施形態の電子機器の製造方法では、第一工程において、凹凸部６１を含むヒートシンク２の配置面１１ａを放熱シート８により覆えばよい。そして、第二工程において、枠体４の第一端部４Ａを凹凸部６１に嵌め合せればよい。これにより、枠体４の第一端部４Ａとヒートシンク２の凹凸部６１との間に放熱シート８を挟み込むことができる。

第三実施形態の電子機器及びその製造方法によれば、第一実施形態や第二実施形態と同様の効果を奏する。
また、本実施形態の電子機器及び製造方法によれば、枠体４の第一端部４Ａとヒートシンク２の凹凸部６１との間に放熱シート８を挟み込むことができるため、枠体４をヒートシンク２に取り付けた後、第三工程において枠体４内に封止樹脂５を流し込む際に、封止樹脂５がヒートシンク２の配置面１１ａと枠体４との間から漏れ出すことをより確実に防ぐことが可能となる。

以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、ヒートシンク２に形成される凹所１３は、上記実施形態のように枠体４の軸方向に直交する方向に窪んで形成されることに限らず、少なくとも枠体４の爪部２１が係合するように枠体４の軸方向に交差する方向に窪んで形成されていればよい。例えば凹所１３は、鉤部２３の係合傾斜面２３ｂに当接する角部１５が直角ではなく鋭角あるいは鈍角となるように形成されてもよい。
また、凹所１３は、ヒートシンク２の第一側面１１ｃと第二側面１１ｄとで別々に分けて形成されることに限らず、例えば溝状に形成された第一側面１１ｃの第一凹所１３Ａを第二側面１１ｄまで延ばす等して一つに形成されてもよい。

さらに、爪部２１は、少なくとも爪部２１が凹所１３に係合することで枠体４の第一端部４Ａがヒートシンク２の配置面１１ａに押し付けられるように構成されていればよい。したがって、爪部２１の鉤部２３は、例えば係合平坦面２３ａ及び係合傾斜面２３ｂの一方のみを有していてもよい。鉤部２３が係合平坦面２３ａのみを有する場合には、例えば枠体４の第一端部４Ａから鉤部２３の係合平坦面２３ａまでの長さを、ヒートシンク２の配置面１１ａから凹所１３の角部１５までの長さよりも微小に短く設定することで、枠体４の第一端部４Ａをヒートシンク２の配置面１１ａに押し付けるようにしても構わない。

また、上記実施形態ではヒートシンク２に凹所１３が形成され、枠体４に爪部２１が形成されているが、例えばヒートシンク２に爪部２１が形成され、枠体４部に凹所１３が形成されてもよい。
さらに、枠体４の第一端部４Ａをヒートシンク２の配置面１１ａに押し付けて固定する固定手段は、係合部（複数の爪部２１）及び被係合部（凹所１３）によって構成されることに限らず、例えば、ヒートシンク２及び枠体４をねじで止める構成であってもよい。この構成では、ヒートシンク２及び枠体４の一方にねじを枠体４の軸方向に挿通させる貫通孔を形成し、他方にねじを羅着させるねじ穴を形成すればよい。

また、基板３をヒートシンク２の配置面１１ａに向けて押し付ける押付手段は、枠体４に一体に形成された押付部３１，５１によって構成されることに限らず、例えば基板３をヒートシンク２に対してねじで止める構成であってもよい。この構成では、基板３にねじを挿通させる貫通孔を形成し、ヒートシンク２にねじを羅着させるねじ穴を形成すればよい。
さらに、上記実施形態では、ヒートシンク２に挿入穴１４が形成され、枠体４に突起４１が形成されているが、例えばヒートシンク２に突起４１が形成され、枠体４に挿入穴１４が形成されていてもよい。また、ヒートシンク２及び枠体４には、挿入穴１４及び突起４１が形成されていなくてもよい。

１ 電子機器
２ ヒートシンク
１１ａ 配置面
１３ 凹所
３ 基板
４ 枠体
４Ａ 第一端部
４ｄ 内周面
２１ 爪部
３１，５１ 押付部（押付手段）
５ 封止樹脂
８放熱シート
８Ａ，８Ｂ 膨出部

Claims (9)

1. ヒートシンクと、該ヒートシンクの配置面上に配される基板と、基板を囲むように前記配置面上に配される筒状の枠体と、枠体の内側に充填されて前記基板を封止する封止樹脂と、前記枠体の軸方向の第一端部を前記配置面に向けて押し付けて固定する固定手段と、を備え、
   前記配置面と前記基板及び前記枠体の第一端部との間に弾性変形可能な放熱シートが介在していることを特徴とする電子機器。
2. 前記ヒートシンクの配置面に、前記枠体の第一端部に嵌め合わせる平面視環状の凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記基板を前記配置面に向けて押し付ける押付手段を備え、
   前記放熱シートには、その一部領域が前記配置面と前記基板あるいは前記枠体の第一端部との間に挟み込まれて押圧されることで、前記一部領域を囲む放熱シートの周囲領域に押し広げられて、前記周囲領域において前記放熱シートの厚さ方向に膨らんで前記基板あるいは前記第一端部を囲む膨出部が形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
4. 前記押付手段が、前記枠体の内周面に一体に形成された押付部であることを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
5. 前記固定手段が、前記ヒートシンク及び前記枠体の一方に形成される係合部と、前記ヒートシンク及び前記枠体の他方に形成されて前記係合部に係合する被係合部とを備え、
   前記係合部と前記被係合部とが係合した状態において、前記枠体の軸方向の第一端部が前記配置面に向けて押し付けられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子機器。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電子機器の製造方法であって、
   前記ヒートシンクの配置面に前記放熱シートを配置する第一工程と、
   前記基板及び前記枠体の第一端部を前記放熱シートに押し付け、前記枠体の一方の開口部を前記ヒートシンクによって閉塞する第二工程と、
   前記枠体の他方の開口部から前記枠体内に溶融した前記封止樹脂を流し込む第三工程とを順番に実施することを特徴とする電子機器の製造方法。
7. 前記第二工程において、前記基板及び前記枠体の第一端部の一方を前記放熱シートの一部領域に押し付けることで、前記一部領域の部分が前記一部領域を囲む放熱シートの周囲領域に押し広げられて、前記周囲領域において前記放熱シートの厚さ方向に膨らんで前記基板あるいは前記第一端部の一方を囲む膨出部が形成され、
   前記基板及び前記枠体の第一端部の他方を前記膨出部に押し付けることを特徴とする請求項６に記載の電子機器の製造方法。
8. 前記第二工程において、前記基板を前記放熱シートに押し付けた後に、前記枠体の第一端部を前記膨出部に押し付けることを特徴とする請求項７に記載の電子機器の製造方法。
9. 前記第二工程において、前記枠体の第一端部を前記放熱シートに押し付けた後に、前記基板を前記膨出部に押し付けることで、前記膨出部が前記基板の周囲に押し広げられて前記枠体の内周面に押し付けられることを特徴とする請求項７に記載の電子機器の製造方法。

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